式 中 ： — 试 样 宽 度 ， 试验 中 为 ７１１ — 本 １ １１ １
５８
５ ６
６ ——磨痕 宽度 Ｒ ——钢轮半 径 ， ２ ｍ 为 ０ｍ
— —
５ ４
０
ｌ ０
２ ０
３ ０
４０
５ Ｏ
６ Ｏ
ｃ 含量， Ⅱ ％
滑 动 距 离 ， ３０４ ｍ 为 ２
洞或气泡而完全充满 聚 四氟乙烯 ， 么在受力 截 面上 聚 四氟 乙 那
烯 的 面 积 必 然 小 于纯 聚 四氟 乙烯 构 成 的 材 料 。在 外 力 作 用 下 聚
四氟乙烯从 锡青 铜粉 颗粒表 面被拉 开 ， 因承受外 力 的总面 积减 小 ， 以锡青铜粉填 充聚 四氟 乙烯 复合材 料 的拉 伸强 度较 未填 所 充体系有所 下降 。填料的加人常使 聚合 物材料 的硬度增 大。邵 氏硬度 的测试是将 规定形 状 的压针 ， 在标 准的 弹簧压力 下压 入
ａ ｒ ｓｒ ａ＂ ｎ ｔ ｅ ｄ ｏ ｄ ｔ ｎ ｂ ａ ｉｅ ｗｅ ｌｉ ｈ ｒ ｃ ｎ ｉｉ ． ｙ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ：ｔｎ ｂ ｎ ｅ；ｆ ｃ ｉｎ；唧 ｙ ｗｏ ｄ ｉ ｒ ｚ ｏ ｉ ｏ ｒ ｔ ；ｗｅ ；ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｒ ａ ｃ ａ ｉｍ
随着工业技术的发展 ， 聚四氟 乙烯 （ Ｔ Ｅ 因其 优异 的化学 ＰＦ ） 稳定性 、 热稳 定性好 、 低摩 擦系 数等 优点 ， 得到 了广 泛 地应 用 。 但聚四氟 乙烯又存 在力学性 能欠佳 、 易蠕 变 、 耐磨 损等 缺点 ， 不 为了拓展其应用领 域， 善其 力学 性能 、 改 增强抗 蠕变 性 、 提高 耐 磨性 ， 必须对其 进行 填充 改性 。填 充材 料 主要 有青 铜 粉 、 纤 碳 维、 、 碳 玻璃纤维 、 石墨 、 二硫化钼 、 聚苯酯 、 聚酰 亚胺 等 ， 充后 ， 填 聚四氟 乙烯的抗蠕 变性 、 耐压性 、 耐磨 损性能大 幅提高 － 。 目 － 前， 关于聚四氟 乙烯 复合材料 填充 改性机 理方面 的研究 报道较 少。针对锡青 铜 粉改性 聚 四氟 乙烯 复合 材料 的研 究进 展 与不 足， 本文着重研究不 同 比例 的锡青 铜粉在不 同介质 下对 聚四氟 乙烯 复合材料摩擦磨损 性能 ， 以及锡 青铜粉 的含量 对复合 材料 力学性能 的影响 ， 并探讨其作用机理 。
２ ５ ｍｍ ×２ ０ ｍｍ ×４ ｍｍ。
甚
按 照 Ｇ ／ ３ ． 一 ０ ８进行 密 度 测试 。 ＢＴ１ ３Ｉ ２０ ０
赵 糖
２ 结 果 与讨 论
２ １ 锡 青 铜粉 含 量 对 Ｐ Ｆ 复 合材 料 物 理 及 拉 伸 性 ． ＴＥ
能 的影响
由图 １ ３可见 ， — 随着锡 青铜 粉填充 的 比例 不断 增大 ，Ｔ Ｅ Ｐ Ｆ 复合材料 的拉伸强度降低 ， 邵氏硬度增 大 ， 密度变大 。由图 ４可 以看 出 ， 锡青铜 铜粉 在聚四氟乙烯 中分散均匀 ， 四氟乙烯被 拉 聚 成有纤维状 ， 于典型 的韧性 断裂 。锡青 铜粉 在聚 四氟 乙烯 复 属 合材料 中为分散相 ， 实际 上是被 分割 在基体 聚四氟 乙烯构 成 的
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅｆｃｉ ｄ ｗ ａ ｏｅｔ ｓｏ ｏ ｔ ｒｆ ｏ ｔｙ ｎ （ Ｔ Ｅ）ｆ ｅ ｉ ｉｅｅｔｍ ｓ ｒｔ ｒｎｅ ｂ ｔ ｃ ： ｈ ｔ ｎ ａ ｅｒｐｐ ｒｅ ｆｐｌ ｅ ａ ｕ ｒ ｈｌ ｅ Ｐ Ｆ ｒ ｉ ｒ ｏ ｎ ｉ ｙ ｔｌ ｅ ｅ ｉ ｄｗｔ ｄｆ ｒｎ ａｓ ａｉ ｂｏ ｚ Ｈ ｈ ｆ ｏ
关键 词 ： 锡青铜粉； 聚四氟乙烯； 摩擦； ； 磨损 机理
Ｔｈ ｓ ａ ｃ ｆ Ｍ ｅ ｈａ ｉ ａ ｏ ｒ ｉ ｓ ａ ｄ ｅ ｈ ｎ ｓ ｆ Ｆｒ ｃ ｉ ｎ ｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｃ ｎ ｃ ｌＰｒ ｐｅ ｔｅ ｎ Ｍ ｃ ａ ｉｍ ｏ ｉ ｔｏ
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ｃ 含量， ｕ ％
铜 粉含量， ％
图 ｌ 锡 青铜粉含量对复合材料拉伸强度的影响
图 ５ 锡 青铜 粉 含 量 对 摩 擦 系 数 （ ） 影 响 干 的
１ ２ 仪器与 设备 ．
压力机 （ Ｘ ５ （ ） 上 海西玛伟 力橡 塑机械 有限公 司； Ｙ Ｃ一 ０ Ｄ） ，
‘ 金 项 目： 基 上海 市 科 学技 术 委员 会 应 用 技 术 开发 专 项 资 金 项 目（ ｏ２ １ ２ ２ 。 Ｎ ：０ ０— ０ ）
作者简介： 马芳（ ９ ３ ， ， １８ 一）女 主要从事高分子材料的开发及应用研究 。Ｅ— ａ ： ａ ｎ９２ ａｏ．ｏ ．ｎ ｍ ｉ ｍ ｆ ｇ １ ＠ｙｈｏ ｃｍ ｃ ｌ ａ
摘 要 ： 研究了锡青铜粉不同含量的聚四氟乙烯（Ｔ Ｅ 复合材料的摩擦磨损性能， ＰＦ ） 以及添加后对其力学性能的影响， 并研究
不同润滑介质下的摩擦磨损机理。结果 表明： 填充锡青铜粉后材料密度增大 ， 氏硬度变大 ， 邵 拉伸强度 下降； 磨损率 大幅下降 ； 磨损过 程以疲劳磨损为主 ， 在干摩擦条件下伴有磨粒磨损 。
６４
６２
口
验时间 ２ｈ 摩擦行程 ３０ ４ｍ， ， ２ 对磨件 为 ４ ＃ ， ５ 钢 表面硬度 ４ ４ ０～ ５
Ｈ Ｃ， 面 粗 糙 Ｒ ． ｍ。 Ｒ 表 ａ ４ ０
６ ０
ｍ
磨损 率计算公式 ： ｛ ・ （ １０ ａｃｉ（／ Ｒ ｂ ４ 一 ／ ］ ／ ・ ［ 积 ／ ８ ）・ ｒ ｎ ｂ２ ）一 （ Ｒ ｂ ） ４ ｝Ｎ Ｌ ｓ，
表 １ 试 样 配 比
１ 实验部分
１ １ 材料 ．
ＰＦ Ｔ Ｅ细粉 ： Ｒ ０ Ｆ １４—２ 优 级品 ， ， 平均粒 径 ２ ｍ， ５ 上海 三爱
富新材料有 限公 司； 青铜 粉 ： Ｑ ｎ 锡 ｚ ｓ６—６～３ 平 均 粒径 ２ ， ５ （一 ０ ５０目） ，石家庄 京元粉末材料有限责任公司。
图 ２ 锡青铜粉含量对复合材料邵氏硬度 Ｄ的影 响
按照 Ｇ ／ ０ ０ ２— ０ ６进行 拉伸试验 。试 样为哑 铃型试 Ｂ Ｔ １４ ． ２ ０ 样， 平直部分尺寸为 ６ ｍ×１ ｍ×４ｍ ０ｍ ０ｍ ｍ。试验 条件 ： 拉伸速
度５ ｍ ｍｎ ０ｍ ／ ｉ。
按 照 Ｇ ／ ４ １—２ ０ Ｂ Ｔ２ １ ０ ８进 行 邵 氏 硬 度 测 试 。 试 样 尺 寸 为
ｗｅ ｅ ｉ ｖ ｓｉ ａｅ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔｄ．Ｔｈ ｆ ｃ ｆｆ ｌｎ ｉ ｒ ｎ ｅ ｐ ｗｅ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌａ ｄ ｍｅ ｈ ｎｉｍ ｆｆｉｔｏ ｎ ａ ｎ ｄｆｅ ｅ ｔｌ ． ｇ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｌｉ ｇ ｔｎ ｂ ｚ ｏ ｒｏ ｃ ａ ｉａ ｃ ａ ｓ ｏ ｃｉｎ ａ ｄ Ｗｅ ｉ ｉ ｒ ｎ ｕ ｉ ｏ ｎ ｒ ｒ ｂ ｉａ ｔ ｇ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｗｅ ｅ ａｓ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｓｔ ｎ ｈ ｒ ａ ｄ ｓ ｆｃ ｍｐ ｓｔ ｔｒａｓ ｒｃ ｎ ｉ ｏ ｄｔ ｎ ｒ ｏ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｔ ｅ ｄ ｎ ｉ ａ ｄ ｓ ｏ ｅ ｈ ｎｅ ｓ ｏ ｏ ｏ ｉ ｍａｅ ｌ ｎ ｉ ｌ ｙ ｒ ｅ ｉ
・
４ ８・
广 州化 工
２１ 年 ３ 第 ｌ ０１ ９卷 ３期
ＰＦ Ｔ Ｅ复 合材 料 力学性 能及摩 擦 磨 损 机 理 的研 究
马 芳 ，金石磊 ，王文东 ，李小慧 ，顾哲 明 ２ ，王 萍
２０ ３ ） ０４ ７
（ １上 海材料研 究所 ，上 海
２０ ３ ；２上海 市工程材 料应 用评价 重 点实验 室 ，上海 ０４ ７
试 样 。 压 针压 入试 样 的深 度 转 换 为 硬 度 值 ， 青 铜 粉 填 充 聚 四 将 锡
图 ４ ３ 拉 伸 端 口形貌 ＃
氟 乙烯后材料的抗压大幅提高 ， 针压 人的深入 就会减小 ， 压 硬度
值 变 大 ～ 。引。
２ ２ 锡 青 铜 粉 含 量 对 Ｐ Ｆ 复 合 材 料 摩擦 磨 损 性 能 ． ＴＥ 的影响 及机理 分析
・
５ ０・
广州 化工
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 １ ３期
ｌ ｒ ａ ｔ ｇｃ ｎ ｉｏ ｓ ｒｐ ｄｇｅ ｔ ．ｒ ｅｆｔ ｕ ｅ ｃ ｄｔｅｍ ｊｒ ｌ ｄ ｒ ｇｔｅｗ ａ ｒｃｓ．ａｃｍ ａ ｉ ｉ ｕ ｉ ｎｉ ｏ ｄ ｉｎ ｏ ｅ ｒａ ｙ Ｉ ｉ ｅｗ ａ ａ ｔ ａｏ ｅ ｕ ｎ ｅ ｐ ｅｓ ｃ ｏ ｐ ｎｅ ｗｔ ｂｃ ｎ ｔ ｄ ｌ ＇ ａｇ ｈ ｒ ｅ ｈ ｏ ｒ ｉ ｈ ｒ ｏ ｄ ｈ
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 １ 期 ３
１ ４ 性 能测试 ．
广州化工
６ ６
・９ ４・
按 照 Ｇ ／ ９０— ３ 行 摩 擦 磨 损 试 验 。磨 损 试 样 为 ６ｍ Ｂ Ｔ３６ ８ 进 ｍ × ７ｍｍ×３ ｍ。试 验 条 件 为 ： ０ｍ 负荷 ２ ５Ｎ， 速 度 ０ ４ ｓ实 ４ 线 ． １ｍ／ 。
图 ３ 锡 青 铜 粉 含 量 对 复合 材 料 密 度 的 影 响
４ ｍ ３ ６ ４ ２ ０ ８ ６ ４ ２ ０ ３ ３ ３ ３ ２ ２ ２ ０ １ ０ ２ ｏ ３ ０ ４０ ５ ０ ６ ０
Ｃ含 量， ａ ％
连续相 中， 同水 中的 岛屿。假定锡 青铜 粉的颗 粒之 间没 有空 如
ＭＡ Ｆ ｎ ａ ｇ ，删 ． 一ｌｉ，Ｗ ＮＧ Ｗｅ ｓ ｅ’ Ａ ｎ—ｄ ｎ Ｌ ａ ｏｇ ， Ｉ Ｘｉｏ—ｈ ｉ ，ＧＵ Ｚｈ ｕ‘ ｅ—ｍｉｇ ，ＷＡ ｉ ‘ ｎ ＮＧ Ｐ ｎ ｇ